CN112433547B - 用于控制柜的散热温控系统 - Google Patents

Abstract

本发明的用于控制柜的散热温控系统，所述温度信息采集模块通过设置在自动化装置控制柜内/外的铂热电阻采集的温度信息和控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息进入温度信息分析模块进行处理分析，得出修正后的温度信息和热损耗信息及未来的温度变化趋势，得出制冷量去驱动散热控制模块进行不同程度的散热。本发明温度信息和热功耗信息经滤波、均值处理，提高采集的温度信息和热损耗信息的精度，并通过计算出的内外温差变化率Y补偿制冷量L去驱动散热，实现了精确的控制箱体内的温度；将热损耗信息Q与正常热损耗信息Q0比较，运行故障时，经计算修正后

再与正常热损耗信息Q0比较，自动切断自动化装置控制柜的断路开关。

Description

用于控制柜的散热温控系统

本专利申请为分案申请，母案申请号为2019104278057，母案申请日为2019年05月22日。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，特别是用于控制柜的散热温控系统。

背景技术

电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。其触角伸向各行各业，小到一个开关的设计，大到宇航飞机的研究，都有它的身影。

在电气自动化技术领域中，各种各样的自动化装置是最为常见的。而自动化装置，离不开控制系统。而控制系统多数安装在电气箱中，现有技术公开了申请号为201610256575.9的一种自动化装置控制柜的散热温控系统，通过在箱体的外侧设置散热腔室结构结合设置温度传感器、风机(具体根据温度的高低控制散热风机的速度)，实现了自动控制箱体内的温度。

温度的采集是温度控制的重要环节，采集的温度能否反应控制柜的实际温度，直接影响控制的精度和稳定性，由于温度传感器(铂热电阻)在上述现有技术中虽通过线性补偿提高了测量精度、XTR105仪表放大器放大补偿了传输衰减，但在信号传输中及信号转换时还会受到随机干扰、脉冲干扰的影响，会使FPGA控制器接收的信号不够精确，且当控制柜运行发热异常时由于温度控制作用不易被及时发现、控制，造成故障、事故。

因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供用于控制柜的散热温控系统，有效的解决了采集的温度不够准确及由于温度控制作用控制柜运行发热异常不易被及时发现、控制的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：包括温度信息采集模块、控制柜运行状态采集模块、温度信息分析模块、散热控制模块，其特征在于，所述温度信息采集模块通过设置在自动化装置控制柜内/外的铂热电阻采集的温度信息和控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息进入温度信息分析模块进行处理分析，得出修正后的温度信息和热损耗信息及未来的温度变化趋势，得出制冷量去驱动散热控制模块进行不同程度的散热：

所述温度信息分析模块进行处理分析的步骤如下：

1)对自动化装置控制柜内/外的铂热电阻采集的温度信息和控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息进行滤波、均值处理，得出修正后的温度信息T、热损耗信息Q，以提高采集的温度信息和热损耗信息的精度；

2)将自动化装置控制柜内/外的温度信息进行减法运算，得出控制柜内/外温差信息Δ_t；

3)连续采样n个控制柜内/外温差Δ_t，采用滑动平均滤波法计算出当前周期平均值P₁和上周期平均值P_1-1；

4)根据当前周期平均值P₁和上周期平均值P_1-1得出当前周期温差变化率Y＝(P₁-P_1-1)/P₁×100％；

5)根据温差信息Δ_t、热损耗信息Q、当前周期温差变化率Y计算出制冷量L，L＝Q-K×A×Δ_t×(1+Y)，其中K为热传导系数，A为柜体散热面积。

优选的，所述控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息进行滤波、均值处理步骤如下：

1)对热损耗测试仪检测的控制柜运行时热损耗信息连续采三个值S₀、S₁、S₂；

2)采用滑动平均滤波法对S₀、S₁、S₂三个值进行均值处理，计算出热损耗信息Q；

3)将热损耗信息Q与正常热损耗信息Q₀比较，判断有无异常，若超过正偏差15％，则判断结果为控制柜运行故障G；

4)控制柜运行故障G时，计算控制柜运行故障G前后两周期数据的算术平均值对控制柜运行故障G进行修正，即

步骤5，再计算修正后

与正常热损耗信息Q₀比较，即可确定最终的结果，故障时，自动切断自动化装置控制柜的断路开关。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点:

1，将控制柜内外温度信息和热功耗信息进行滤波、均值处理，得出修正后的内外温度信息TN/TW、热损耗信息Q，消除随机干扰、脉冲干扰的影响，以此提高采集的温度信息和热损耗信息的精度，并通过计算出的内外温差变化率Y补偿制冷量L，通过制冷量L去驱动散热控制模块进行不同程度的散热，实现了精确的控制箱体内的温度；

2，将热损耗信息Q与正常热损耗信息Q₀比较，判断有无异常，若超过正偏差15％，则判断结果为控制柜运行故障G，并计算出控制柜运行故障G前后两周期数据的算术平均值对控制柜运行故障G进行修正，再计算修正后

与正常热损耗信息Q₀比较，即可确定最终的结果，故障时，自动切断自动化装置控制柜的断路开关，避免控制柜运行发热异常时由于温度控制作用不易被及时发现、控制的问题。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2为本发明的温度信息分析模块进行处理分析的步骤流程图。

图3为本发明的热损耗信息进行滤波、均值处理的步骤流程图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

为了验证本方法的可行性以及实际使用的效果，下面进行举例分析验证本方法。

实施例一，自动化装置控制柜的散热温控系统，所述温度信息采集模块通过设置在自动化装置控制柜内/外的铂热电阻采集的温度信息和控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息(可通过型号为GHY-5型功耗测量仪检测控制柜运行时的热功耗信号)进入温度信息分析模块进行处理分析，得出修正后的温度信息和热损耗信息及未来的温度变化趋势，提高了采集的温度信息和热损耗信息的精度，得出经温差变化率校正后的制冷量，去驱动散热控制模块(风机、热交换器、空调等的驱动模块)进行不同程度的散热，实现了精确的控制箱体内的温度，并当控制柜运行故障时，能自动切断自动化装置控制柜的断路开关，避免控制柜运行发热异常时由于温度控制作用不易被及时发现、控制的问题：

所述温度信息分析模块进行处理分析的步骤如下：

1)对自动化装置控制柜内/外的铂热电阻采集的温度信息和控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息(可通过型号为GHY-5型功耗测量仪检测控制柜运行时的热功耗信号)进行滤波、均值处理，得出修正后的温度信息TN/TW、热损耗信息Q，以提高采集的温度信息和热损耗信息的精度；

2)将自动化装置控制柜内/外的温度信息进行减法运算，得出控制柜内/外温差信息Δ_t，Δ_t＝TN-TW；

3)连续采样3个控制柜内/外温差Δ_t，采用滑动平均滤波法计算出当前周期也即此次采样平均值P₁和上周期也即上次采样平均值P_1-1，

P1＝(Δ_t+Δ_t-1+Δ_t-2)/3、P_1-1＝(Δ_t-1+Δ_t-2+Δ_t-3)/3；

4)根据当前周期平均值P1和上周期平均值P1-1得出当前周期温差变化率Y，Y＝(P₁-P_1-1)/P₁×100％；

5)根据温差信息Δ_t、热损耗信息Q、当前周期温差变化率Y计算出制冷量L，L＝Q-K×A×Δ_t×(1+Y)，其中K为热传导系数，由自动化装置控制柜的柜体材质决定，钢板5.5、铝板11、塑料0.3，A为柜体散热面积，由自动化装置控制柜安装方式的散热面积决定。

实施例二，在实施例一的基础上，所述对自动化装置控制柜内/外的铂热电阻采集的温度信息进行滤波、均值处理步骤如下：

1)对铂热电阻采集的温度信息连续采四个值T₀、T₁、T₂、T₃；

2)采用冒泡法对T₀、T₁、T₂、T₃按从小到大的顺序进行排序，并去除两端的最大值和最小值；

3)采用算数平均法将去除最大值和最小值后的两个值进行均值处理，剩余两个值之和再除以2，计算出温度信息TN/TW。

实施例三，在实施例一的基础上，所述控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息进行滤波、均值处理步骤如下：

1)对热损耗测试仪检测的控制柜运行时热损耗信息连续采三个值S₀、S₁、S₂；

2)采用滑动平均滤波法对S₀、S₁、S₂三个值进行均值处理，计算出热损耗信息Q；

3)将热损耗信息Q与正常热损耗信息Q₀比较，判断有无异常，若超过正偏差15％，则判断结果为控制柜运行故障G；

4)控制柜运行故障G时，计算控制柜运行故障G前后两周期数据的算术平均值对控制柜运行故障G进行修正，即

5)再计算修正后

与正常热损耗信息Q₀比较，即可确定最终的结果，故障时，自动切断自动化装置控制柜的断路开关，及时发现、控制。

本发明在进行使用的时候，温度信息采集模块通过设置在自动化装置控制柜内的铂热电阻采集的温度信息和控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息(可通过型号为GHY-5型功耗测量仪检测控制柜运行时的热功耗信号)进入温度信息分析模块进行处理分析，具体的将控制柜内外温度信息和热功耗信息进行滤波、均值处理，得出修正后的内外温度信息TN/TW、热损耗信息Q，提高了采集的温度信息和热损耗信息的精度，并将自动化装置控制柜内/外的温度信息TN/TW进行减法运算，得出控制柜内/外温差信息Δ_t，之后连续采样3个控制柜内/外温差Δ_t，采用滑动平均滤波法计算出当前周期也即此次采样平均值P₁和上周期也即上次采样平均值P_1-1，进而计算出当前周期温差变化率Y，最后得出补偿后制冷量公式L，L＝Q-K×A×Δ_t×(1+Y)，根据制冷量L去驱动散热控制模块进行不同程度的散热，实现了精确的控制箱体内的温度；将热损耗信息Q与正常热损耗信息Q₀比较，判断有无异常，若超过正偏差15％，则判断结果为控制柜运行故障G，并计算出控制柜运行故障G前后两周期数据的算术平均值对控制柜运行故障G进行修正，再计算修正后

与正常热损耗信息Q₀比较，即可确定最终的结果，故障时，自动切断自动化装置控制柜的断路开关，避免控制柜运行发热异常时由于温度控制作用不易被及时发现、控制的问题。

以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (1)

1.用于控制柜的散热温控系统，包括温度信息采集模块、控制柜运行状态采集模块、温度信息分析模块、散热控制模块，其特征在于，所述温度信息采集模块通过设置在自动化装置控制柜内/外的铂热电阻采集的温度信息和控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息进入温度信息分析模块进行处理分析，得出修正后的温度信息和热损耗信息及未来的温度变化趋势，得出制冷量去驱动散热控制模块进行不同程度的散热：所述温度信息分析模块进行处理分析的步骤如下：1)对自动化装置控制柜内/外的铂热电阻采集的温度信息和控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息进行滤波、均值处理，得出修正后的温度信息TN/TW、热损耗信息Q，以提高采集的温度信息和热损耗信息的精度；2)将自动化装置控制柜内/外的温度信息进行减法运算，得出控制柜内/外温差信息Δ_t；

3)连续采样3个控制柜内/外温差Δ_t，采用滑动平均滤波法计算出当前周期平均值P₁和上周期平均值P_1-1；

4)根据当前周期平均值P1和上周期平均值P_1-1得出当前周期温差变化率Y＝(P₁-P_1-1)/P₁×100％；

5)根据温差信息Δ_t、热损耗信息Q、当前周期温差变化率Y计算出制冷量L，L＝Q-K×A×Δ_t×(1+Y)，其中K为热传导系数，A为柜体散热面积；所述对自动化装置控制柜内/外的铂热电阻采集的温度信息进行滤波、均值处理步骤如下：

1)对铂热电阻采集的温度信息连续采四个值T₀、T₁、T₂、T₃；

2)采用冒泡法对T₀、T₁、T₂、T₃按从小到大的顺序进行排序，并去除两端的最大值和最小值；

3)采用算数平均法将去除最大值和最小值后剩余的两个值进行均值处理，剩余两个值之和再除以2，计算出温度信息T；所述控制柜运行状态采集模块采集的控制柜运行时热损耗信息进行滤波、均值处理步骤如下：

1)对功耗测试仪检测的控制柜运行时热损耗信息连续采三个值S0、S1、S2；

2)采用滑动平均滤波法对S₀、S₁、S₂三个值进行均值处理，计算出热损耗信息Q；

3)将热损耗信息Q与正常热损耗信息Q₀比较，判断有无异常，若超过正偏差15％，则判断结果为控制柜运行故障G；

4)控制柜运行故障G时，计算控制柜运行故障G前后两周期数据的算术平均值对控制柜运行故障G进行修正，即

5)再计算修正后

与正常热损耗信息Q₀比较，即可确定最终的结果，故障时，自动切断自动化装置控制柜的断路开关。

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